电阻的测量方法汇总(精选)
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1 电阻的测量电阻的测量是高中物理的一个重要实验,也是近几年各地高考的热点问题。
所测量阻值的电学元件有:金属、半导体、电流表、电压表等,所用的方法归纳如下图:一、用电流表、电压表测电阻的大小(常规法)所谓常规接法,指用多用电表的欧姆挡测金属导体的的电阻。
同学们要掌握以下几点:电流表内接法和外接法的选择;滑动变阻器改变电路中电流或电压时串联限流和并联分压两种接法的选择;电表量程的选择等。
例1、已知电阻丝的电阻约为10,现备有下列器材供测量该电阻丝的电阻时选用,应选用的器材有(只填代号)。
画出用伏安法测上述电阻丝电阻的电路图。
A 、量程是0.6A ,内阻是0.5的电流表;B 、量程是3A ,内阻是0.1电流表;C 、量程是3V ,内阻是6k电压表;D 、量程是15V ,内阻是30k电压表E 、阻值为0~1k,额定电流为0.5A 的滑动变阻器;F 、阻值为0~10,额定电流为2A 的滑动变阻器;G 、蓄电池(6V );H 、开关一个,导线若干;分析与解①先选电源:G 。
②选电流表电源选定后可估算总电流,不连入滑动变阻器时干路电流最大值I max =106 A =0.6A 因此电流表选 A若选B 表,会有以下不足:首先0.6A 电流太小,指针偏转范围不足刻度盘的三分之一,读数时误差较大,其次电流表满偏电流越大,最小刻度即精确度越低,故不选B 。
③选电压表若选C 表,量程3V ,则干路总电流要被控制在0.3A 以下,由上所选A 电流表,指针偏转可较大。
电阻的测量用多用电表的欧姆挡测电阻大小用电流表、电压表测电阻大小用电流表、电阻箱测电阻大小(等效替代法、电流半偏法)用电压表、电阻箱测电阻大小(等效替代法、电压半偏法)常规法非常规法电压表串接法电流表并接法。
测量电阻的几种方法伏安法测电阻是初中电学中典型实验之一,也是历年中考重点考查的内容,但电阻的测量方法不局限于伏安法,具有一定的灵活性、技巧性、多样性,归纳总结近年考查题型,测量电阻(设电阻不受温度的影响)的方法主要有以下几种。
一、伏安法例1.有一个电池组、一个电压表、一个电流表、一个滑动变阻器、一个开关和几根导线,你如何测出一个电阻器R的阻值.解:1. 按图所示电路图连接实验电路;2. 闭合开关,三次改变滑动变阻器R′的值,分别读出两个电表的示数;3. 算出三次R的值,求平均值R=(R1+R2+R3)/3。
评价:可多次测量求平均值,以减小测量误差“伏安法”测电阻中常见的电路故障1.电流表.电压表都没有读数——断路2.电流表或电压表读数时指针偏大——量程选小3.电流表或电压表读数时指针偏小——量程选大4.电流表或电压表指针反偏——正负接线柱接反5.电流表读数突然变大,电压表读数为0——待测电阻短路6.电流表读数突然为0,电压表读数等于电源电压(明显偏转)——待测电阻断路7.无论如何移动滑片,灯的亮度不变,且很亮——滑动变阻器接两个上接线柱8.无论如何移动滑片,灯的亮度不变,且很暗——滑动变阻器接两个下接线柱9.移动滑片,电流表示数变大而电压表示数变小——电压表接在滑动变阻器的两端二. 分压法(伏阻法)(一)电压表和定值电阻替代法例2.有一个阻值已看不清楚的电阻器R,我们要测出它的阻值,但手边只有一个电池组,一个开关,一个电压表,一个已知阻值的电阻器R0和几根导线,如何测出R的阻值吗?写出实验操作和电阻R最后表达式操作步骤:1. 如图所示,将被测电阻R与已知电阻R0串联接入电路,先把电压表并联接在R两端,闭合开关,测出电阻R两端的电压U1。
2. 将电压表拆下,将它并联接在电阻R0两端,测出电阻R0两端的电压U2。
3. 表达式R=U1R0/U2评价:元件使用较少,不能多次测量求平均值,误差较大电压表测量还可以有什么变化吗?请画出电路图(二)电压表和开关替代法例3. 给你一个电池组、一个电压表、一个已知阻值的定值电阻R0、两个开关及几根导线,请你设法只连接一次电路就能测出未知电阻R的阻值,画出电路图,写出实验步骤及未知电阻的表达式。
2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练专题55 测量电阻常用的六种方法导练目标 导练内容目标1 伏安法测电阻 目标2 伏伏法测电阻 目标3 安安法测电阻 目标4 半偏法测电表内阻 目标5 等效替代法测电阻 目标6电桥测电阻一、伏安法测电阻1.伏安法测电阻的原理:R=UI 。
2.两种控制电路和两种测量电路【例1】某同学想较准确地测量定值电阻Rx 的阻值,设计实验方案如下:接法 分压电路 限流电路内接法外接法(1)用如图1所示的多用电表粗测电阻Rx,要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量:①旋动部件__________,使指针对准电流的“0”刻度线;②将K旋转到电阻挡“×1”的位置;③将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件__________,使指针对准电阻的“0”刻度线;④将电阻Rx接入两表笔之间,指针指示的位置如图2所示,则待测电阻Rx的阻值为Rx=__________Ω。
(2)为了较准确测量Rx的阻值,有以下一些器材可供选择:电流表A1(量程0~100mA,内阻约0.2Ω);电流表A2(量程0~3A,内阻约0.12Ω);电压表V1(量程0~3V,内阻很大);电压表V2(量程0~15V,内阻很大);电源E(电动势约为3V,内阻约为0.2Ω);定值电阻R(15Ω,允许最大电流1.0A);滑动变阻器R1(0~10Ω,允许最大电流2.0A);滑动变阻器R2(0~1kΩ,允许最大电流0.5A);单刀单掷开关S一个,导线若干。
①电流表应选__________,滑动变阻器应选__________;(填器材的符号)②请在线框内画出测量电阻Rx 的实验电路图;(要求所测量范围尽可能大)( ) ③某次测量中,电压表示数为U 时,电流表示数为I ,则计算待测电阻阻值的表达式为Rx=__________。
【答案】 S T 15.0 1A 1RUR I- 【详解】(1)[1]多用电表使用前要先进行机械调零,即旋动部件S ,使得指针对准表盘左侧零刻线处;[2] 将插入“+”“-”插孔的表笔短接,旋动部件T ,进行欧姆调零; [3]欧姆表的读数为指针所指刻度乘以倍率,故图示读数为15.0Ω。
电阻测量方法汇总电阻的测量是恒定电路问题中的重点,也是学生学习中的难点。
这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法,从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。
一.欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理它的结构如图1,由三个部件组成:G 是内阻为Rg 、 满偏电流为Ig 的电流计。
R 是可变电阻,也称调零电阻, 电池的电动势为E ,内阻为r 。
欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。
当红、黑表笔接上待测电阻Rx 时,由闭合电路欧姆定律可知:I = E/(R+Rg+Rx+r )= E/(R 内+R X ) 由电流的表达式可知:通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比,但存在一一对应的关系,即测出相应的电流,就可算出相应的电阻,这就是欧姆表测电阻的基本原理。
2.使用注意事项:(1) 欧姆表的指针偏转角度越大,待测电阻阻值越小,所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反,即左大右小;电流表、电压表刻度是均匀的,而欧姆表的刻度是不均匀的,左密右稀,这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。
(2)多用表上的红黑接线柱,表示+、-两极。
黑表笔接电池的正极,红表笔接电池的负极,电流总是从红笔流入,黑笔流出。
(3)测量电阻时,每一次换档都应该进行调零(4)测量时,应使指针尽可能在满刻度的中央附近。
(一般在中值刻度的1/3区域) (5)测量时,被测电阻应和电源、其它的元件断开。
(6)测量时,不能用双手同时接触表笔,因为人体是一个电阻,使用完毕,将选择开关拨离欧姆档,一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。
二.伏安法测电阻1.原理:根据部分电路欧姆定律。
2.控制电路的选择图 1图2控制电路有两种:一种是限流电路(如图2); 另一种是分压电路。
(如图3)(1)限流电路是将电源和可变电阻串联,通过改变电阻的阻值,以达到改变电路的电流,但电流的改变是有一定范围的。
其优点是节省能量;一般在两种控制电路都可以选择的时候,优先考虑限流电路。
图 路 电量知 已量测 待專士口伏伏法测电殂 一U i 、U 2、 R v2伏伏法测 电压表为U i 、U 2、 R v2安安法测电殂安安法测电流表内俎、2、彩1 9 R□伏安法测电压表内俎、uV Rn伏安法测 电宛表内电路图 已知量待求量结果电阻测量方法归纳总结图 路 电析分 差 误安培表外接安培表内接阻2、伏安法测电阻的发散阻6、电桥法3、比较法测电阻©7、欧姆表差误W:分差阻 误内I安培接伏特表r- k率斜「E像图- 跡 u fi轴作谿1 图12 图t®—- t®—-1得得 aHU aHU 狈狈 囲分分 IJ 勺 勺 /Ann Ann骗表表阻压流 内电电 >〒厅 (:差差 析误误分 ,,差1 2误图图安培接安培表r巳-k率斜像 ERO 图1-2#|聊2差误阻 W:及 分流差电 误的I1、例1•一个未知电阻 Rx 无法估计其电阻值,某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次,如图所示,按甲图 测得数据是、,按乙图测得数据是、,由此可知按 ______ 图所示的电路测量的误差较小,___ Q 。
【例1】要测量电压表 V1的内阻RV ,其量程为 材有:电流表A ,量程0.6A ,内阻约Q;电压表阻R1,阻值30Q;定值电阻R2,阻值为3K Q ;滑动变阻器 动势6V ,内阻约Q;开关S 一个,导线若干。
①有人拟将待测电压表V1和电流表A 串联接入电压合适的测量电路中,测出V1的电压和电流,再计算出RV 。
该方案实际上不可行,其最主要的原因是? _________________________________② 请从上述器材中选择必要的器材, 设计一个测量电压表 V1内阻RV 的实验电路。
要求测量尽量准确,实验必须在同一电路中,且在不增减元件的条件下完成。
试画 出符合要求的实验电路图 (图中电源与开关已连接好),并标出所选元件的相应字母 代号:—■③ 由上问写出 V1内阻RV 的表达方式,说明式中各测量量的物理意义。
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题52 电阻大小的测量方法特训目标特训内容目标1 伏安法(1T—2T)目标2 安安法(3T—4T)目标3 伏伏法(5T—6T)目标4 替代法(7T—8T)目标5 电桥法(9T—10T)一、伏安法1.某学习小组想自己动手通过实验精确测量电阻x R的阻值,有下列器材供选用:A.待测电阻x R(约为100Ω)B.电压表V(3V,内阻约为3kΩ)C.电流表1A(10mA,内阻约为5Ω)D.电流表2A(30mA,内阻约为2Ω)E.滑动变阻器1R(0~20Ω,额定电流3A)F.滑动变阻器2R(0~2000Ω,额定电流0.5A)G.直流电源E(3V,内阻约为1Ω)H.开关、导线若干(1)甲同学根据以上器材设计了用伏安法测量电阻的电路,能满足x R两端电压从零开始在尽可能大的范围内变化,并进行多次测量。
请在图1的虚线框中帮甲同学画出实验电路原理图________;(标明所选器材的符号)(2)乙同学经过反复思考,利用所给器材设计出了如图2所示的测量电路,具体操作如下①按图连接好实验电路,闭合开关S 1前调节滑动变阻器1R 、2R 的滑片至适当位置; ②闭合开关1S ,断开开关2S ,调节滑动变阻器1R 、2R 的滑片,使电流表1A 的示数恰好为电流表2A 的示数的一半;③闭合开关2S 并保持滑动变阻器2R 的滑片位置不变,读出电压表V 和电流表1A 的示数,分别记为U 、I ;④比较甲、乙两同学测量电阻x R 的方法,若仅考虑实验的系统误差,则甲同学x R 的测量值_______真实值,乙同学x R 的测量值_______真实值(以上两空均选填大于、小于或等于)。
【答案】 大于 等于【详解】(1)[1]由于需要满足x R 两端电压从零开始在尽可能大的范围内变化,所以滑动变阻器应采用分压式接法,为了便于控制,应选择最大阻值较小的R 1;根据所给电源电动势可知通过待测电阻的最大电流约为max 30mA xE I R ==所以电流表应选用A 2;又因为A2V x R R R 所以为了减小系统误差,电流表应采用内接法。